Способ эксплуатации скважины Советский патент 1992 года по МПК E21B43/24 

Изобретение относится к добыче углеводородного сырья из скважины, а конкретно к предупреждению гидрато-парафинообразо- вания и загущению высокосмолистой нефти в подъемных трубах при добыче сырья в условиях сильного охлаждающего воздействия на добываемый флюид со стороны окружающей скважину породы.

Известен способ эксплуатации нефтяных скважин, предупреждающий загущение нефти при ее охлаждении со стороны окружающей скважину породы, основанный на подливе горячей нефти в затрубье скважины во время ее работы 1.

Недостатком данного способа являются, во-первых, ограниченность его применения (только для высоковязкой нефти), во-первых, значительные теплоэнергетические затраты на подогрев больших объемов нефти.

Более близким техническим решением является устройство для ввода высокочастотной энергии в пласт через скважину.

предназначенный для подогрева флюида на забое и включающий расположенный на поверхности генератор высокочастотных электромагнитных колебаний и глубинный излучатель, соединенные двумя коаксиальными металлическими трубами {2.

Недостатком прототипа являются, во- первых, значительные затраты электрической энергии большой мощности (100-150 кВт); во-вторых, применение токов большого напряжения может привести к пробою электрического кабеля, изолирующих шайб, искрению, что может привести к возгоранию продукта и серьезным авариям. Все это снижает безопасность применения данного способа, что и объясняет его малую применимость в отечественной практике.

Целью изобретения является повышение эффективности способа за счет возможности снижения вязкостных свойств добываемого флюида и предупреждения гидратопарафинообразований при одновременном снижении затрат энергии

(Л

С

XI

4 СЛ ЧЭ О

ю

Указанная цель достигается тем, что в способе эксплуатации скважины, включающем подъем скважинной жидкости, с подогревом наземным источником по кольцевому пространству скважины, скважину оборудуют дополнительной колонной труб коаксиально между лифтовой колонной труб и обсадной колонной труб, кольцевое пространство между колонной лифтовых труб и дополнительной колонной труб заполняют высоковязким веществом, а нагрев скважинной жидкости осуществляют вращательным или возвратно-поступательным движением колонны лифтовых труб относительно дополнительной колонны труб, или дополнительной колонны труб относительно колонны лифтовых труб с линейной скоростью, определяемой в соответствии со следующим выражением:

V-E ДТ Я1 .

Е1(-Тг)

АТ Тк-То,

где Тк - температура начала кристаллизации парафина:

Т0 - пластовая температура флюида, град;

А - средняя теплопроводность окружающей скважину породы, Вт/м-град;

ц - вязкость вещества, заполняющего межлифтовое пространство, Па с;

Ri, R2 - внутренний, наружный радиусы межлифтового пространства, м;

Е ( --;-) - интегральная показа

тельная функция;

r- xt RlX

температуропроводность

породы, град/м -с;

t - физическое время, с:

RO - радиус скважины, м.

Способ может работать как в постоянном режиме движения колонны лифтовых труб, так и в периодическом. В периодическом режиме следует применять вещество с большой теплотой плавления и длительной при этом стабилизацией температуры. Для этого пригоден парафин. Все это позволяет еще более снизить энергетические затраты.

Способ осуществляют следующим образом.

Для вращения колонны скважину 1 оборудуют вращающимся превентором 2, например, типа ПВ-156-320, в который входит внутренняя труба (НКТ) 3, соединенная в верхней части через вертлюг 4 с выки- дом 5. Внутреннюю трубу 3 приводят во вращение приводом с редуктором 6 Соосно

с НКТ неподвижно установлена наружная труба 7 (НКТ) большого диаметра, пространство между трубами загерметизировано снизу, а зазор между трубами 3 и 7 заполнен

вязким веществом 8, например парафином.

Для сообщения внутренней колонне

лифтовых труб возвратно-поступательного

движения вместо вращающегося превентора и привода с редуктором на устье скважи0 ны устанавливают вибрационный насос, подключенный к внутреннему ряду НКТ.

Эксплуатация северных нефтяных месторождений осложнена большим охлаждающим воздействием мощной вечной

5 мерзлоты на движущийся по лифту продукт. Подвижная в пластовых условиях (ТПл 20+30°С) высокосмолистая нефть при приближении к поверхности становится практически нетекучей, пластовой энергии при

0 этом становится недостаточно, чтобы преодолеть большое гидравлическое сопротивление добыче продукта фонтанным способом.

Для добычи нефти фонтанным спосо5 бом используют следующую конструкцию скважины.

Двухрядный лифт с внутренней колонной длиной до 1000 м, внешней колонной длиной 960 м с сальниковым уплотнением

0 зазора внизу.

Межтрубное пространство лифта заливали расплавленным парафином с одновременным подогревом скважины циркуляцией теплоносителя. Сверху скважина оборудо5 вана вращающимся превентором или уплот- нительным устройством типа шлинсовой катушки. Приводят в движение внутреннюю колонну лифта, вращение от редуктора электродвигателем или двигателем внутреннего

0 сгорания; во втором случае, при возвратно- поступательном движении используют вибрационный насос.

Для осуществления фонтанной добычи создают такой температурный экран, чтобы

5 нефть не теряла своей подвижности на всем пути подъема на поверхность, т.е. сохраняла бы пластовую температуру. Следовательно AT 30°С, причем подъем температуры производят не менее чем за 10ч.

0Изобретение позволяет технологически

просто, с наименьшими энергозатратами создать температурный экран вокруг поднимающегося по лифтовым трубам углеводородного флюида, за счет чего снижается

5 вязкость нефти, а также исключается возможность гидратирования газа.

Формула изобретения Способ эксплуатации скважины, включающий подъем скважинной жидкости с по- догревом наземным источником по

кольцевому пространству скважины, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности способа за счет возможности снижения вязкостных свойств добываемого флюида и предупреждения гидратопарафинообразований при одновременном снижении затрат энергии, скважину оборудуют дополнительной колонной труб коаксиально между лифтовой колонной и обсадной колонной, кольцевое про- странство между колонной лифтовых труб и дополнительной колонной труб заполняют высоковязким веществом, а нагрев сква- жинной жидкости осуществляют вращательным или возвратно-поступательным движением колонны лифтовых труб относительно дополнительной колонны труб или дополнительной колонны труб относительно колонны лифтовых труб с линейной скоростью, определяемой в соответствии со следующим выражением:

V

ДТ-А

1

Ei(-гг)

О

-)1/2

4Г

где ДТ Тк-Т0,

Тк - температура начала кристаллизации парафина, град;

Т0 - пластовая температура флюида, град;

Я - средняя теплопроводность окружающей скважину породы, Вт/м град;

ij - вязкость вещества, заполняющего межлифтовое пространство, Па-с;

Ri. R2 - внутренний, наружный радиусы межлифтового пространства, м;

Е ( ) интегральная показательная функция;

х t

t -2 X температуропроводность RO

породы, град/м2. с;

t - физическое время, с; RO - радиус скважины, м.

5

Способ эксплуатации скважины Использование1 в области нефтегазодобывающей промышленности и предназначено, в основном, для добычи высоковязких нефтей или добычи углеводородов в зоне вечной мерзлоты. Подогрев колонны лифтовых труб осуществляется за счет заполнения межтрубного пространства колонны лифтовых труб и дополнительной колонны труб высоковязким веществом, а нагрев скважинкой жидкости производят вращательным или возвратно-поступательным движением колонны лифтовых труб относительно дополнительной колонны труб с определенной скоростью движения. 1 ил